Japans Ministerpräsident Abe pusht Wasserstoff

Tanker
LH2-Tanker von Kawasaki Heavy Industries, © Kawasaki Heavy

Japan setzt seinen Weg fort in Richtung Wasserstoffwirtschaft, so wie es in den Roadmaps im Jahr 2014 vorgegeben und 2016 überarbeitet worden ist. Das Ziel ist die „Vollversorgung“ mit kohlenstofffreiem Wasserstoff inklusive Vertrieb und Lagerung bis 2040, wobei nur auf erneuerbare Energien oder CCS-Technologie (carbon capture storage) zurückgegriffen werden soll. Der Wasserstoff soll in Brennstoffzellen in Fahrzeugen, Häusern und Unternehmen eingesetzt werden oder aber in großem Stil in Wasserstoffbrennern.

Die Zielvorgaben bis dahin lauten:

  • ein wettbewerbsfähiger Kraftstoffpreis für H2-Kraftfahrzeuge bis etwa 2020
  • ein wettbewerbsfähiger Fahrzeugpreis für BZ-Autos, der vergleichbar ist mit Hybridfahrzeugen, bis 2025
  • vollständige H2-Energieversorgung bis 2030 mit zum Teil importiertem Wasserstoff
  • BZ-Heizgeräte in 1,4 Mio. Häusern bis 2020 bzw. 5,3 Mio. bis 2030
  • 40.000 BZ-Fahrzeuge bis 2020, 200.000 bis 2025 und 800.000 bis 2030
  • 160 H2-Tankstellen bis 2020 und 320 bis 2025.

Japan rechnet damit, dass die Erreichung dieser Ziele bis zum Jahr 2050 einen Marktwert von 65 Mrd. Euro bewirken wird.

Regierungsaktivitäten

Ministerpräsident Shinzō Abe bestätigte diese Ziele in einer Rede Anfang dieses Jahres. Abe ist die treibende Kraft bei der Einführung der Wasserstoffwirtschaft in Japan. Er bezeichnete Wasserstoff als „die Trumpfkarte für Energiesicherheit […] beim Kampf gegen globale Erwärmung“. Er hat „eine internationale H2-Versorgungskette“ vor Augen, bei der großdimensionierte Flüssigwasserstofftanker von Kawasaki Heavy Industries (s. Abb.), von Chiyoda Corp. oder anderen zum Einsatz kommen sollen.

Die Regierung hat einen Ministerrat für erneuerbare Energien und Wasserstoff eingerichtet. Bei dessen erstem Treffen am 11. April 2017 erklärte Abe: „Japan wird das erste Land in der Welt sein, das eine auf Wasserstoff basierende Gesellschaft verwirklichen wird.“ Er beauftragte die zuständigen Minister damit, eine Grundsatzstrategie für 2017 mit besonderem Schwerpunkt auf H2-Tankstellen, Vorschriften, Versorgungskette und großdimensionierten H2-Brennern zu formulieren.

Japan investiert seit Jahrzehnten viel Forschungsgeld in Wasserstoff und Brennstoffzellen und unterstützt – neben den Automobilherstellern – parallel Stromerzeuger wie beispielsweise Fuji Electric und Entwickler wie beispielsweise Toshiba. Der F&E-Etat für das Finanzjahr 2017 beläuft sich auf 103 Mio. Euro, aufgeteilt auf H2-Produktion, -Versorgung und -Lagerung sowie die globale Versorgungskette zusammen mit H2-Stationen und BZ-Systemen. Japan hat auch 75 Mio. Euro an Subventionen für Heizgeräte (Ene-Farm) sowie 36 Mio. für H2-Tankstellen investiert und subventioniert zudem die Käufe von Fahrzeugen.

Stationär und mobil

Mehr als 190.000 Brennstoffzellenheizgeräte wurden in Japan bis April 2017 installiert, die überwiegende Mehrheit davon PEM-Systeme, mit einer kleinen, aber signifikanten Anzahl von SOFC-Systemen. Der derzeitige durchschnittliche Verkaufspreis beträgt etwa 9.600 Euro mit einem Ziel von 6.400 Euro bis 2019 für PEM und 8.000 Euro bis 2021 für SOFC. Das Unterstützungsprogramm der Regierung soll 2020 enden, wobei klar ist, dass die Abe-Regierung dem Erfolg von Ene-Farm verpflichtet ist. Bislang wird von hohen Wirkungsgraden und zunehmender Haltbarkeit berichtet. Hinzu kommt eine schrittweise Verbesserung bei der Ästhetik, der Erdbebensicherheit und im netzunabhängigen Betrieb.

Toyota hat neben den üblichen Vorteilen, die Fahrzeuge wie der Toyota FC Bus bieten (ruhiger Betrieb, Streckenflexibilität, schnellere Betankung als bei Batterien), auch frühzeitig das Potenzial der Notstromversorgung erkannt. Der weltweit führende Automobilhersteller zeigte sich daher hoffnungsfroh angesichts des Einsatzes seines neuesten Brennstoffzellenbus-Modells in Tokio. Die Japaner gehen davon aus, dass ihr BZ-Bus für bis zu viereinhalb Tage ein Evakuierungszentrum mit Strom versorgen kann. Zudem berechnete Toyota, dass ein Brennstoffzellenbus jährlich das 45-fache an Wasserstoff wie ein Brennstoffzellenauto benötigt. Eine derartige Erhöhung der Abnahmemenge dürfte unweigerlich zu einer Kostenreduktion führen.

World Smart Energy Week

Die 13. World Smart Energy Week im März 2017 lockte mehr als 62.000 Besucher aus 57 Nationen nach Tokio (s. auch HZwei-Heft Apr. 2017). Die Organisatoren Reed Exhibitions zählten fast 1.400 Aussteller in neun Themenfeldern, darunter Brennstoffzellen, Wind, Solar, Biomasse, Batterien, Smart Grid und Energiepolitik. Die Veranstaltung hat sich als ausgezeichnete Quelle für Informationen über Japans Brennstoffzellenaktivitäten etabliert. Dementsprechend gab es bei der diesjährigen BZ-Fachkonferenz relativ wenige Präsentationen von nichtjapanischen Vertretern.

Unter anderem wurde dort mitgeteilt, dass sich die Universität von Yamanashi derzeit mitten in einem Fünfjahresprogramm befindet, das darauf abzielt, die Platinbeladungen bei Fahrzeugbrennstoffzellen (100-kW-System) auf zwei Gramm zu reduzieren. Asahi Kasei sucht in diesem Bereich nach innovativen Elektrolytmaterialien. Parallel dazu sind 17 Universitäten und private Unternehmen an einem staatlich geförderten Projekt beteiligt, um die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit von SOFC-Systemen zu verbessern.

Währenddessen behauptet Kyocera, die „kleinste und effizienteste SOFC“ für das Ene-Farm-Programm entwickelt zu haben. Für sein 700-W-System beansprucht Kyocera einen Gesamtwirkungsgrad von 87 Prozent und eine außergewöhnlich lange Wartungsfreiheit von zehn Jahren. Zudem entwickelt Kyocera ein 3-kW-Modell mit ähnlicher Effizienz. Obwohl bisher vornehmlich PEM-Systeme in japanischen Häusern eingesetzt werden, könnte dies der SOFC-Technik zum Vorteil gereichen.

Hitachi Zosen hofft indes, kleine Handels- und Industriemärkte mit SOFC-Modulen bis zu mehreren hundert Kilowatt versorgen zu können. Es hält SOFC-Geräte für effizienter als PEM-Module und sieht darin eine gewisse Affinität zur Biomasse, einem wichtigen Standbein des Unternehmens. Zudem arbeitet Hitachi Zosen an Festoxid-Elektrolyseuren, ebenso wie Toshiba, die über ein Konzept für ein 5-MW-Energiespeichersystem verfügen.

Autor: Robert „Bob“ Rose, übersetzt von Sven Geitmann

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